浅谈机电一体化技术的应用曾元

浅谈机电一体化技术的应用曾元

曾元

曾元武隆区火炉中学校408500

【摘要】代科学技术快速发展并给社会生产生活带来了巨大影响，机电一体化技术是近年来发展较快、应用广泛的技术之一，本文介绍了机电一体化技术的系统结构，以及机电一体化技术在各个领域的应用情况，最后阐述了机电一体化的发展趋势。

【关键词】机电一体化；应用；分析

中图分类号：G661.8文献标识码：A文章编号：ISSN1001-2982（2018）07-109-02

引言

目前，经过很多年的发展，机电一体化已经成为一门拥有完善体系的学科，并且随着时代的发展和技术的革新，机电一体化学科还会不断的更新内容。可以将机电一体化的基本特征进行概括，指的是将系统的观点作为出发点，将一系列先进的技术进行综合的运用，比如机械技术、微电子技术、自动控制技术、光学技术、电力电子技术、接口技术、计算机技术等等，对各个功能单元进行合理的配置，在将特定功能价值实现的基础上，保证具有较多的功能、较高的质量、可靠安全性更好以及耗能更低等特点，优化整个系统。通过应用机电一体化技术，让原来机械电气化的工业生产迈向了机电一体化的阶段。

一、机电一体化技术在汽车行业中的应用

1、通过微机控制发电机系统

控制发电机单元的核心部位是利用微处理器设计的发动机集成大规模电路，通过各个传感器接受电压模拟信号传输至发电机单元，信号模拟利用数字模拟直接转变为信号数字。将这些信息都作为重要基础，在控制发电机单元对燃料空气比例，点火时间，循环排气效率实施最好的计算，将最终的计算结果当做喷射阀燃料控制与点火设备的驱动信息进行输出，用来对空气与燃料质量之间的比例实施控制。当燃料与空气的比例增加时，燃料十分稀薄，点火就会非常困难，反之比例减少时，打火就会容易很多。

2、汽车雷达系统

在我们日常生活中，经常会找停车位，进行倒车，在汽车正常行驶速度下或者倒车减速时对于前后方距离的观察，检测是否有障碍物体，在有障碍物的情况下就会发出自动报警，进一步提醒司机发生交通意外，这是用到了机电一体化技术中的激光测距雷达系统，方便了我们的日常生活。

3、行车制动系统

为了使汽车在正常行驶的速度下直接降为直接停车，保证汽车行驶的安全性，在我们的汽车上基本都安装有行车制动器，在早些时候一般都是汽车后轮上装有制动器，但是随着汽车质量和行车速度的提高，仅仅靠后轮停车制动根本不能满足刹车制动的需要，这样才在前轮上也安装了行车制动器，运用了机电一体化技术，更为有效的防止了交通事故的发生。

二、机电一体化技术在现代煤矿生产中的应用

1、机电一体化技术在采煤机械设备方面的应用

现代煤矿采煤机械设备方面，电牵引采煤机是机电一体化技术应用的典范。由于该机械设备应用了机电一体化技术，其具备了传统液压型牵引采煤机无法具备的特点和优势，例如其牵引特性极佳，采煤机在前进的同时为其提供强大的牵引力，在下滑的同时能自行发电制动，在大倾角煤层中也是应用自如。传统的液压型牵引采煤机必须配备防滑装置，而电牵引采煤机则是采用的制动器，技术在倾角高达40到50度的煤层也能应用自如。尤其是其具有的可靠运行和使用年限长的特点，被现代煤矿生产企业所亲睐。而这就是由于其只有电刷、整流子会出现磨损，其余元件几乎没有磨损，所以不仅能高效的运行，还有较长的使用寿命，维修和保养也相对简便，具有较灵敏的反应和较好的动态特性，尤其是其结构极为简单和轻便，在运行时只需要进行一次电能到机械能的转换，且转换效率几乎接近100%，而传统的液压型牵引采煤机的转换效率最多能高达70%。而这一切的优势，归根结底源于机电一体化技术的有效应用。

2、机电一体化技术在提升机械设备方面的应用

在现代煤矿提升机械设备方面，对机电一体化技术的应用效果最佳的就属矿井提升机，该提升机已经实现全数字化的交直流，其中内装式的提升机应用效果最佳，不仅把驱动和滚筒进行了有机整合，对机械设备的结构进行了有效的简化，还成为集计算机信息、自控、电力电子等电子信息技术为一体的煤矿提升机电设备。尤其是其全数字化的特点极大的提高了提升机械设备的安全性和可靠性，以总线的方式对电器的安装进行了升级和优化，加上所需要配置的硬件简单且互有较强的兼容性。因而机电一体化技术在提升机械设备方面也得到了极为广泛的应用。

3、机电一体化技术在输送机械设备方面的应用

在现代煤矿生产中，输送机械设备主要为带式输送机。这是由于其能长距离、连续、大量、稳定、高效的输送煤炭资源，特别是其实现自动化较为容易的优点，在煤矿生产输送中得到了广泛的应用。因而近些年来，各大煤矿生产企业都将其作为研究机电一体化技术的重点，具有代表性的是一种集机、电、液为一体的CST可控软启动装置在输送机械设备的应用，但由于目前相关技术壁垒还没有攻破，我国的带式传输机驱动方式主要局限在单滚筒、双滚筒和多滚筒的驱动方式，而且监控输送机的设备仪器的灵敏度、可靠性、性能以及使用寿命相对于西方发达国家要低得多，具有较大的差距，还需要不断努力攻克技术壁垒，才能进一步提升机电一体化技术的应用水平，从而更好的服务我国煤矿事业的发展。

三、机电一体化在数控机床中的应用

1、机械设计技术的应用

机械技术是机电一体化的基础。在机械与电子相互结合的实践中，机电一体化不断对机械设计技术提出更高的要求（如结构更新颖、体积更小、质量更轻、精度更高、动态性能更好等），使现代机械技术相对于传统机械技术发生了很大改变。所谓数控机床，它主要还是一台用来加工零件的设备，但其在应用机电一体化之后，已不再是原来意义上简单的机床。数控机床的主传动、各个坐标轴的进给传动都由单独的伺服电动机驱动，并且各个坐标轴之间的运动关系通过计算机来进行协调控制。数控机床的机床本体部分相对于以往的普通机床做了很大的改进，主要包括以下几点：采用了全封闭或半封闭防护装置。数控机床采用封闭防护装置可防止切屑或切削液飞出，给操作者带来意外伤害。采用自动排屑装置。数控机床大都采用斜床身结构布局，便于采用自动排屑机，排屑方便。主轴速高，工件装夹安全可靠。数控机床主轴箱大都由电主轴或传统机械主轴单元加变频电动机和变频器组成，以适应更高的转速要求；采用液压卡盘，夹紧力调整方便可靠，同时也降低了操作工人的劳动强度。可自动换刀数控机床都采用了自动回转刀架，在加工过程中可自动换刀，连续完成多道工序的加工。主、进给传动分离。数控机床的主传动与进给传动采用了各自独立的伺服电机，使传动链变得简单、可靠。同时各电机既可单独运动，也可实现多轴联动。这些都是机电一体化总体设计技术和机械设计技术的成功应用。

2、检测与传感技术的应用

在数控机床中测量与反馈是由检测元件和相应的电路组成，它们将检测到的信号反馈至比较电路，经信号比较和信号放大驱动机床，以准确的速度做准确的定位。这是由于检测与传感技术是机电一体化的关键技术，它主要是将所测得的各种参量如位移、位置、速度、加速度、力、温度、酸度和其他形式的信号灯转换为统一规格的电信号输入到信息处理系统中，并由此产生出相应的控制信号以决定执行机构的运动形式和动作幅度。传感与检测技术是数控机床不可或缺的一部分，它实现的是数控机床自身的实时监控与检测，保证每一个行动都按照下发的指令去操作，从而有效地保证了机床的正常运行与产品的质量。

四、机电一体化技术在建筑行业中的应用

机电一体化技术在建筑工程中主要应用于以下几个方面：机电一体化技术在建筑照明系统中主要通过通信信号与计算机控制联网，按照程序的设定，对每一个时间段的照明进行分段控制，主要是照明区域、照明时间、照明逻辑方面的设定控制。其次是对建筑物种的空调系统进行控制，通过程序的设定按照比例积分调节器闭环的方式对空调在夏季与冬季使用时不同的模式进行控制，在保证冷暖的情况下，更好的节约资源。

结束语

机电一体化技术是现代制造业的关键和核心技术，在机电产业以及其他制造业发展中应用非常广泛，也是我国在今后的发展中实现制造业强国的重要内容。在今后的发展中，机电一体化技术必将不断进步和完善，其系统功能也将不断强化，控制系统对产品的控制功能也将越加进步，机电一体化技术在各个领域的应用也将更加广泛。要想实现机电一体化技术的快速发展，首先要对机电一体化技术的基本结构和核心技术有准确的认识，只有在此基础上才能实现技术进步的科学合理化发展。

参考文献

[1]孙素闪，李云涛，徐士峰.机电一体化技术的应用和未来发展[J].科技向导，2011，2（30）：123-125.